有关食品防腐变质的包装技术研究(一)

有关食品防腐变质的包装技术研究(一) 天然食品防腐剂 乳酸链球菌肽 乳酸链球菌肽（Nisin），又称乳酸链球菌素,是从乳酸链球菌（S. lactis）发酵产物中提取的一类多肽化合物，食入胃肠道易被蛋白酶所分解，因而是一种安全的天然食品防腐剂。FAO（世界粮农组织）和WHO（世界卫生组织）已于1969年给予认可，是目前唯一允许作为防腐剂在食品中使用的细菌素。 Nisin是一种仅有34个氨基酸残基的短肽，分子量约为3500Da，正常情况下，以二聚体状态存在，在分子组成中Nisin含有羊硫氨酸（lanthlonine）-甲基羊硫氨酸（-methy llanthionine）、脱氢丙氨酸（dehy droalanine）、-甲基脱氢丙氨酸（-metly ldehydroa lanine）四种不常见的氨基酸残基。 Nisin的抑菌机制是作用于细菌细胞的细胞膜，可以抑制细菌细胞壁中肽聚糖的生物合成，使细胞膜和磷脂化合物的合成受阻，从而导致细胞内物质的外泄，甚至引起细胞裂解。也有的学者认为Nisin 是一个疏水带正电荷的小肽，能与细胞膜结合形成管道结构，使小分子和离子通过管道流失，造成细胞膜渗漏。 Nisin的作用范围相对较窄，仅对大多数革兰氏阳性菌（G+）具有抑制作用，如金黄色葡萄球菌，链球菌、乳酸杆菌、微球菌、单核细胞增生利斯特菌、丁酸梭菌等，且对芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌孢子的萌发抑制作用比对营养细胞的作用更大。但Nisin对真菌和革兰氏阴性菌（G-）没有作用，因而只适用于G+ 引起的食品腐败的防腐。最近报道，Nisin 与螯合剂EDTA二钠连接可以抑制一些 G-，如抑制沙门氏菌（Salmonella ）、志贺氏菌（Shigella）和大肠杆菌（E. cloi）等细菌生长。 Nisin在中性或碱性条件下溶解度较小，因此添加Nisin防腐食品必须是酸性，在加工和贮存中室温、酸性下是稳定的。 目前Nisin已成功地应用于高酸性食品（pH4.,5）的防腐；对于非酸性罐头食品，添加Nisin可减轻罐头热处理的温度和时间，更好地保持产品的营养和风味；用于鱼、肉类，在不影响肉的色泽和防腐效果情况下，可明显降低硝酸盐的使用量，达到有效防止肉毒梭状芽孢杆菌毒素形成目的。在酒精饮料中，Nisin对G-酵母和霉菌几乎没有作用，因此在生产啤酒、果酒和烈性乙醇饮料时，加入100 u/ml的Nisin对乳杆菌、片球菌等酸败革兰氏阳性菌细菌均有抑制作用。 2000年10月，国家“九五”攻关项目乳链球菌肽（Nisin）的工业化生产通过专家鉴定，其产品也终于从实验室走向国内外市场。 另外，也发现其它乳酸菌可产生多种乳酸菌细菌素，具有抑菌特性，但目前仍处于探索阶段。表9-9列出了Nisin在一些国家的应用情况。 苯甲酸、苯甲酸钠和对羟基苯甲酸酯 苯甲酸（C6H5COOH）和苯甲酸钠（C6H5COONA）又称安息香酸（benzoic acid）和安息香酸钠（sodium benzoate），系白色结晶，苯甲酸微溶于水，易溶于酒精；苯甲酸钠易溶于水。苯甲酸对人体较安全，是我国允许使用的两种国家标准的有机防腐剂之一。 苯甲酸抑菌机理是，它的分子能抑制微生物细胞呼吸酶系统活性，特别是对乙酰辅酶缩合反应有很强的抑制作用。在高酸性食品中杀菌效力为微碱性食品的100倍，苯甲酸以未被解离的分子态才有防腐效果，苯甲酸对酵母菌影响大于霉菌，而对细菌效力较弱。 允许用量为酱油、醋、果汁类、果酱类、罐头，最大用量1.0 g/kg；葡萄酒、果子酒、琼脂软糖，最大用量0.8 g/kg；果子汽酒，0.4 g/kg；低盐酱菜、面酱灶、蜜饯类、山楂类、果味露最大用量0.5g/kg（以上均以苯甲酸计，1g钠盐相当于0.847g苯甲酸）。 对羟基苯甲酸酯（p-hydroxy-benzoate ester）是白色结晶状粉末，无臭味，易溶于酒精，对羟基苯甲酸酯抑菌机理与苯甲酸相同，但防腐效果则大为提高。抗菌防腐效力受pH值（pH46.5）的影响不大，偏酸性时更强些。对羟基苯甲酸酯类对细菌、霉菌、酵母都有广泛抑菌作用，但对G-杆菌和乳酸菌的作用较弱。在食品工业应用较广，最大使用量为1g/kg。对羟基苯甲酸乙酯用于酱油为0.25g/kg；醋为0.1g/kg；丙酯用于清凉饮料为0.1g/kg；水果、蔬菜表皮为0.012g/kg；果子汁、果酱，0.20g/kg。 山梨酸（sorbic acid）和山梨酸钾（potassium sorbate） 山梨酸和山梨酸钾为无色、无味、无臭的化学物质。山梨酸难溶于水（600：1），易溶于酒精（7：1），山梨酸钾易溶于水。它们对人有极微弱的毒性，是近年来各国普遍使用的安全防腐剂，也是我国允许使用的两种国家标准的有机防腐剂之一。 山梨酸分子能与微生物细胞酶系统中的巯基（SH）结合，从而达到抑制微生物生长和防腐目的。山梨酸和山梨酸钾对细菌、酵母和霉菌均有抑制作用，但对厌气性微生物和嗜酸乳杆菌几乎无效。其防腐作用较苯甲酸广，pH 5-6以下使用适宜。效果随pH值增高而减弱，在pH 3时抑菌效果最好。在腌制黄瓜时可用于控制乳酸发酵。 允许用量为酱油、醋、果酱类、人造奶油、琼脂奶糖、鱼干制品、豆乳饮料、豆制素食、糕点馅等的最大用量1.0g/kg(以酸计，1g山梨酸相当于其钾盐1.33g)；低盐酱菜、面酱类、蜜饯类、山楂类、果叶露等最大用量0.5g/kg；果汁类、果子露、果酒最大用量0.6g/kg；汽水、汽酒最大用量0.2g/kg；浓缩果汁应低于2g/kg。 双乙酸钠（sodium diacetate，缩写为SDA） 双乙酸钠为白色结晶，略有醋酸气味，极易溶于水（1g/ml）；10%水溶液pH值为4.55.0。双乙酸钠成本低，性质稳定，防霉防腐作用显著。可用于粮食、食品、饲料等防霉防腐（一般用量为1g/kg），还可作为酸味剂和品质改良剂。该产品添加于饲料中可提高蛋白质的效价，增加适口性，提高饲养动物的产肉、产蛋和产乳率，还可防止肠炎，提高免疫力，是新近开发的添加剂，美国食品和药物管理局（FDA）认定为一般公认安全物质。并于1993年撤除了SDA在食品、医药及化妆品中的允许限量。 邻苯基苯酚（o-phenyl phenol，OPP）和邻苯酚钠(o-phenyl phenol sodium ， SOPP） 主要用作防止霉菌生长，对柑桔类果皮的防霉效果甚好。允许使用量为100mg/kg以下（以邻苯酚计）。 联苯（diphenyl） 对柠檬、葡萄、柑桔类果皮上的霉菌，尤其对指状青霉和意大利青霉的防治效果较好。一般不直接使用于果皮，而是将该药浸透于纸中,再将浸有此药液的纸放置于贮藏和运输的包装容器中，让其慢慢挥发(25下蒸气压为1.3Pa)，待果皮吸附后，即可产生防腐效果。每千克果实所允许的药剂残留量应在0.07g以下。 噻苯咪唑（thiabendazole，缩写为TBZ）TBZ是美国新发明的防霉剂，适用于柑桔和香蕉等水果。使用后允许残留量，柑桔类为10mg/kg以下；香蕉每3 mg/kg以下；香蕉果肉为0.4 mg/kg以下。 总而言之，用于食品的一切化学物质必须无毒，要经长期的动物试验，对其毒性状况作科学的评价。 溶菌酶 溶菌酶为白色结晶，含有129个氨基酸，等电点10.511.5。溶于食品级盐水，在酸性溶液中较稳定，55活性无变化。 溶菌酶能溶解多种细菌的细胞壁而达到抑菌、杀菌目的，但对酵母和霉菌几乎无效。溶菌作用的最适pH值为67；温度为50。食品中的羧基和硫酸能影响溶菌酶的活性，因此将其与其它抗菌物如乙醇、植酸、聚磷酸盐等配合使用，效果更好。目前溶菌酶已用于面食类、水产熟食品、冰淇淋、色拉和鱼子酱等食品的防腐保鲜。 海藻糖 海藻糖是一种无毒低热值的二糖。它之所以具有良好的防腐作用是鉴于它的抗干燥特性决定的。它可在干燥生物分子的失水部位形成氢键连接，构成一层保护膜，并能形成一层类似水晶的玻璃体。因此，它对于冷冻、干燥的食品，不仅能起到良好的防腐作用，而且还可防止品质发生变化。 甘露聚糖 甘露聚糖是一